一、Boost.Chrono說(shuō)明

庫(kù) Boost.Chrono 提供了多種時(shí)鐘。例如，您可以獲取當(dāng)前時(shí)間，也可以測(cè)量流程中經(jīng)過(guò)的時(shí)間。

Boost.Chrono 的部分內(nèi)容已添加到 C++11。如果您的開(kāi)發(fā)環(huán)境支持 C++11，您可以訪問(wèn)頭文件 chrono.xml 中定義的多個(gè)時(shí)鐘。但是，C++11 不支持某些功能，例如用于測(cè)量 CPU 時(shí)間的時(shí)鐘。此外，只有 Boost.Chrono 支持用戶(hù)定義的時(shí)間輸出格式。

二、示例代碼

您可以通過(guò)頭文件 boost/chrono.hpp 訪問(wèn)所有 Boost.Chrono 時(shí)鐘。唯一的擴(kuò)展是用戶(hù)定義的格式，它需要頭文件 boost/chrono_io.hpp。

例 37.1。來(lái)自 Boost.Chrono 的所有時(shí)鐘

#include <boost/chrono.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::chrono;
int main()
{
  std::cout << system_clock::now() << '\n';
#ifdef BOOST_CHRONO_HAS_CLOCK_STEADY
  std::cout << steady_clock::now() << '\n';
#endif
  std::cout << high_resolution_clock::now() << '\n';
#ifdef BOOST_CHRONO_HAS_PROCESS_CLOCKS
  std::cout << process_real_cpu_clock::now() << '\n';
  std::cout << process_user_cpu_clock::now() << '\n';
  std::cout << process_system_cpu_clock::now() << '\n';
  std::cout << process_cpu_clock::now() << '\n';
#endif
#ifdef BOOST_CHRONO_HAS_THREAD_CLOCK
  std::cout << thread_clock::now() << '\n';
#endif
}

Example37.1

例 37.1 介紹了 Boost.Chrono 提供的所有時(shí)鐘。所有時(shí)鐘都有一個(gè)共同的成員函數(shù) now()，它返回一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。所有時(shí)間點(diǎn)都相對(duì)于普遍有效的時(shí)間點(diǎn)。這個(gè)參考時(shí)間點(diǎn)稱(chēng)為紀(jì) 元。一個(gè)經(jīng)常使用的紀(jì) 元是 1970 年 1 月 1 日。示例 37.1 為顯示的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)寫(xiě)入紀(jì) 元。

Boost.Chrono 包括以下時(shí)鐘：

boost::chrono::system_clock 返回系統(tǒng)時(shí)間。這是通常顯示在計(jì)算機(jī)桌面上的時(shí)間。如果您更改計(jì)算機(jī)上的時(shí)間，boost::chrono::system_clock 會(huì)返回新時(shí)間。示例 37.1 將字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示：自 1970 年 1 月 1 日以來(lái)的 13919594042183544 [1/10000000] 秒。

對(duì)于 boost::chrono::system_clock，epoch 沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。這些示例中使用的紀(jì) 元 1970 年 1 月 1 日取決于實(shí)現(xiàn)。但是，如果您特別想獲取自 1970 年 1 月 1 日以來(lái)的時(shí)間，請(qǐng)調(diào)用 to_time_t()。 to_time_t() 是一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)，它以 std::time_t 形式返回自 1970 年 1 月 1 日以來(lái)的當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間秒數(shù)。

boost::chrono::steady_clock 是一個(gè)時(shí)鐘，它總是在稍后訪問(wèn)時(shí)返回。即使在計(jì)算機(jī)上設(shè)置了時(shí)間， boost::chrono::steady_clock 也會(huì)返回稍后的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間被稱(chēng)為單調(diào)時(shí)間。

示例 37.1 顯示自系統(tǒng)啟動(dòng)以來(lái)的納秒數(shù)。該消息如下所示：自啟動(dòng)以來(lái) 10594369282958 納秒。 boost::chrono::steady_clock 測(cè)量自上次啟動(dòng)以來(lái)經(jīng)過(guò)的時(shí)間。但是，自上次啟動(dòng)后開(kāi)始測(cè)量是一個(gè)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。參考點(diǎn)可能會(huì)隨著不同的實(shí)現(xiàn)而改變。

并非所有平臺(tái)都支持 boost::chrono::steady_clock。只有定義了宏 BOOST_CHRONO_HAS_CLOCK_STEADY 時(shí)，時(shí)鐘才可用。

boost::chrono::high_resolution_clock 是 boost::chrono::system_clock 或 boost::chrono::steady_clock 的類(lèi)型定義，具體取決于哪個(gè)時(shí)鐘更精確地測(cè)量時(shí)間。因此，輸出與 boost::chrono::high_resolution_clock 所基于的時(shí)鐘的輸出相同。

boost::chrono::process_real_cpu_clock 返回進(jìn)程運(yùn)行的 CPU 時(shí)間。時(shí)鐘測(cè)量程序啟動(dòng)后的時(shí)間。示例 37.1 將一個(gè)字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示：自進(jìn)程啟動(dòng)以來(lái)的 1000000 納秒。

您也可以使用 ctime 中的 std::clock() 獲得這個(gè)時(shí)間。事實(shí)上，目前 boost::chrono::process_real_cpu_clock 的實(shí)現(xiàn)是基于 std::clock() 的。

只有定義了宏 BOOST_CHRONO_HAS_PROCESS_CLOCKS 才能使用 boost::chrono::process_real_cpu_clock 時(shí)鐘和其他測(cè)量 CPU 時(shí)間的時(shí)鐘。

boost::chrono::process_user_cpu_clock 返回進(jìn)程在用戶(hù)空間中花費(fèi)的 CPU 時(shí)間。用戶(hù)空間是指與操作系統(tǒng)功能分開(kāi)運(yùn)行的代碼。在程序調(diào)用的操作系統(tǒng)函數(shù)中執(zhí)行代碼所花費(fèi)的時(shí)間不計(jì)入用戶(hù)空間時(shí)間。

boost::chrono::process_user_cpu_clock 只返回在用戶(hù)空間運(yùn)行的時(shí)間。如果程序暫停了一段時(shí)間，例如通過(guò) Windows Sleep() 函數(shù)，則在 Sleep() 中花費(fèi)的時(shí)間不會(huì)由 boost::chrono::process_user_cpu_clock 測(cè)量。

示例 37.1 將一個(gè)字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示：自進(jìn)程啟動(dòng)以來(lái)的 15600100 納秒。

boost::chrono::process_system_cpu_clock 類(lèi)似于 boost::chrono::process_user_cpu_clock。然而，這個(gè)時(shí)鐘測(cè)量在內(nèi)核空間中花費(fèi)的時(shí)間。 boost::chrono::process_system_cpu_clock 返回進(jìn)程執(zhí)行操作系統(tǒng)函數(shù)所花費(fèi)的 CPU 時(shí)間。

示例 37.1 將一個(gè)字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示： 自進(jìn)程啟動(dòng)后 0 納秒。因?yàn)檫@個(gè)例子沒(méi)有直接調(diào)用操作系統(tǒng)函數(shù)并且因?yàn)?Boost.Chrono 只使用了幾個(gè)操作系統(tǒng)函數(shù)，所以 boost::chrono::process_system_cpu_clock 可能返回 0。

boost::chrono::process_cpu_clock 返回一個(gè)元組，其中包含 boost::chrono::process_real_cpu_clock、boost::chrono::process_user_cpu_clock 和 boost::chrono::process_system_cpu_clock 返回的 CPU 時(shí)間。示例 37.1 將字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示：{1000000;15600100;0} 自進(jìn)程啟動(dòng)后的納秒。

boost::chrono::thread_clock 返回線程使用的時(shí)間。 boost::chrono::thread_clock 測(cè)量的時(shí)間與 CPU 時(shí)間相當(dāng)，除了它是每個(gè)線程而不是每個(gè)進(jìn)程。 boost::chrono::thread_clock 返回線程運(yùn)行的 CPU 時(shí)間。它不區(qū)分在用戶(hù)空間和內(nèi)核空間中花費(fèi)的時(shí)間。

并非所有平臺(tái)都支持 boost::chrono::thread_clock。如果定義了宏 BOOST_CHRONO_HAS_THREAD_CLOCK，則只能使用 boost::chrono::thread_clock。

Boost.Chrono 提供宏 BOOST_CHRONO_THREAD_CLOCK_IS_STEADY 來(lái)檢測(cè) boost::chrono::thread_clock 是否像 boost::chrono::steady_clock 一樣測(cè)量單調(diào)時(shí)間。

示例 37.1 將字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示：自線程啟動(dòng)以來(lái)的 15600100 納秒。

Boost.Chrono 中的所有時(shí)鐘都依賴(lài)于操作系統(tǒng)功能；因此，操作系統(tǒng)決定了返回時(shí)間的精確度和可靠性。

例 37.2。使用 Boost.Chrono 增加和減少持續(xù)時(shí)間

#include <boost/chrono.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::chrono;
int main()
{
  process_real_cpu_clock::time_point p = process_real_cpu_clock::now();
  std::cout << p << '\n';
  std::cout << p - nanoseconds{1} << '\n';
  std::cout << p + milliseconds{1} << '\n';
  std::cout << p + seconds{1} << '\n';
  std::cout << p + minutes{1} << '\n';
  std::cout << p + hours{1} << '\n';
}

now() 為所有時(shí)鐘返回 boost::chrono::time_point 類(lèi)型的對(duì)象。這種類(lèi)型與時(shí)鐘緊密耦合，因?yàn)闀r(shí)間點(diǎn)是相對(duì)于由時(shí)鐘定義的參考時(shí)間點(diǎn)測(cè)量的。 boost::chrono::time_point 是一個(gè)模板，它需要時(shí)鐘的類(lèi)型作為參數(shù)。每種時(shí)鐘類(lèi)型都為其專(zhuān)門(mén)的 boost::chrono::time_point 提供類(lèi)型定義。例如，process_real_cpu_clock 的類(lèi)型定義是 process_real_cpu_clock::time_point。

Boost.Chrono 還提供了類(lèi) boost::chrono::duration，它描述了持續(xù)時(shí)間。因?yàn)?boost::chrono::duration 也是一個(gè)模板，所以 Boost.Chrono 提供了六個(gè)類(lèi) boost::chrono::nanoseconds, boost::chrono::milliseconds, boost::chrono::microseconds, boost::chrono::秒、boost::chrono::minutes 和 boost::chrono::hours，它們更易于使用。

Boost.Chrono 重載了幾個(gè)運(yùn)算符來(lái)處理時(shí)間點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間。示例 37.2 從 p 中減去持續(xù)時(shí)間或?qū)⒊掷m(xù)時(shí)間添加到 p 以獲得新的時(shí)間點(diǎn)，這些時(shí)間點(diǎn)將寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

示例 37.2 以納秒為單位顯示所有時(shí)間點(diǎn)。 Boost.Chrono 在處理時(shí)間點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間時(shí)自動(dòng)使用最小單位，以確保結(jié)果盡可能精確。如果您想將時(shí)間點(diǎn)與另一個(gè)單元一起使用，則必須對(duì)其進(jìn)行投射。

例 37.3。使用 boost::chrono::time_point_cast() 投射時(shí)間點(diǎn)

#include <boost/chrono.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::chrono;
int main()
{
  process_real_cpu_clock::time_point p = process_real_cpu_clock::now();
  std::cout << p << '\n';
  std::cout << time_point_cast<minutes>(p) << '\n';
}

boost::chrono::time_point_cast() 函數(shù)的使用類(lèi)似于強(qiáng)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。示例 37.3 使用 boost::chrono::time_point_cast() 將基于納秒的時(shí)間點(diǎn)轉(zhuǎn)換為以分鐘為單位的時(shí)間點(diǎn)。在這種情況下，您必須使用 boost::chrono::time_point_cast() ，因?yàn)闀r(shí)間點(diǎn)不能以不太精確的單位（分鐘）表示而不會(huì)丟失精度。您不需要 boost::chrono::time_point_cast() 從不太精確的單位轉(zhuǎn)換為更精確的單位。

Boost.Chrono 還為持續(xù)時(shí)間提供強(qiáng)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。

例 37.4。使用 boost::chrono::duration_cast() 投射持續(xù)時(shí)間

#include <boost/chrono.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::chrono;
int main()
{
  minutes m{1};
  seconds s{35};
  std::cout << m + s << '\n';
  std::cout << duration_cast<minutes>(m + s) << '\n';
}

Example37.4

示例 37.4 使用函數(shù) boost::chrono::duration_cast() 將持續(xù)時(shí)間從秒轉(zhuǎn)換為分鐘。此示例將 1 分鐘寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

例 37.5。舍入持續(xù)時(shí)間

#include <boost/chrono.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::chrono;
int main()
{
  std::cout << floor<minutes>(minutes{1} + seconds{45}) << '\n';
  std::cout << round<minutes>(minutes{1} + seconds{15}) << '\n';
  std::cout << ceil<minutes>(minutes{1} + seconds{15}) << '\n';
}

Boost.Chrono 還提供了在施法時(shí)舍入持續(xù)時(shí)間的功能。 boost::chrono::round() 向上或向下舍入， boost::chrono::floor() 向下舍入， boost::chrono::ceil() 向上舍入。 boost::chrono::floor() 使用 boost::chrono::duration_cast() - 這兩個(gè)函數(shù)之間沒(méi)有區(qū)別。

示例 37.5 將 1 分鐘、1 分鐘和 2 分鐘寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

例 37.6。用于用戶(hù)定義輸出的流操縱器

#define BOOST_CHRONO_VERSION 2
#include <boost/chrono.hpp>
#include <boost/chrono/chrono_io.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::chrono;
int main()
{
  std::cout << symbol_format << minutes{10} << '\n';
  std::cout << time_fmt(boost::chrono::timezone::local, "%H:%M:%S") <<
    system_clock::now() << '\n';
}

Boost.Chrono 提供了各種流操縱器來(lái)格式化時(shí)間點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的輸出。例如，使用操縱器 boost::chrono::symbol_format()，時(shí)間單位被寫(xiě)為符號(hào)而不是名稱(chēng)。因此，示例 37.6 顯示 10 分鐘。

操縱器 boost::chrono::time_fmt() 可用于設(shè)置時(shí)區(qū)和格式字符串。時(shí)區(qū)必須設(shè)置為 boost::chrono::timezone::local 或 boost::chrono::timezone::utc。格式字符串可以使用標(biāo)志來(lái)引用時(shí)間點(diǎn)的各種組件。例如，示例 37.6 將一個(gè)字符串寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出，如下所示：15:46:44。

除了流操縱器，Boost.Chrono 還為許多不同的定制提供了方面。例如，有一個(gè)方面可以以另一種語(yǔ)言輸出時(shí)間點(diǎn)。

注意

自 Boost 1.52.0 以來(lái)有兩個(gè)版本的輸入/輸出函數(shù)。從 Boost 1.55.0 開(kāi)始，默認(rèn)使用較新的版本。如果您使用早于 1.55.0 的版本，則必須定義宏 BOOST_CHRONO_VERSION 并將其設(shè)置為 2 才能使示例 37.6 正常工作。

到此這篇關(guān)于C++ Boost Chrono實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)碼表流程詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ Boost Chrono內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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